Question

15．（1）按已知的原子結構規律，27號元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，其價電子的軌道排布圖為．
（2）若en代表乙二胺（），則配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心離子的配位原子數為4．
（3）BeCl₂是共價分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在．它們的結構簡式如下，指出Be的雜化軌道類型．
 ①Cl-Be-Clsp      
②sp²
③sp³
（4）磷化硼（BP）是一種有價值的耐磨硬涂層材料，這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護薄膜．它是通過在高溫氫氣氛圍下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反應制得．BP晶胞如圖所示．
①畫出三溴化硼和三溴化磷的空間結構式．
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆積方式為面心立方最密堆積．
③計算當晶胞晶格參數為478pm（即圖中立方體的每條邊長為478pm）時磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離$\frac{239\sqrt{3}}{2}$．

Answer 1

分析 （1）27號元素原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，其價電子的軌道排布式為3d⁷4s²，根據泡利原理、洪特規則畫出價電子排布圖；
（2）配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心離子與N原子形成配位鍵；
（3）①Be原子形成2個Be-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為2；
②Be原子形成3個B-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3；
③Be原子形成4個B-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4；
（4）①三溴化硼分子中硼原子的價層電子對數為3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，沒有孤電子對，所以分子空間構型為平面三角形，三溴化磷分子中磷原子的價層電子對數為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，P原子有一對孤電子對，所以分子空間構型為三角錐形；
②由晶胞結構可知，在BP晶胞中B的堆積方式為面心立方最密堆積；
③P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構，二者連線處于體對角線上，為體對角線的$\frac{1}{4}$．

解答 解：（1）27號元素原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，處于第四周期第Ⅷ族，其價電子的軌道排布式為3d⁷4s²，價電子排布圖為，
故答案為：第四周期第Ⅷ族；；
（2）配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心離子與N原子形成配位鍵，中心離子的配位原子數為4，故答案為：4；
（3）①Be原子形成2個Be-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為2，Be原子雜化方式為sp；
②Be原子形成3個B-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，Be原子雜化方式為sp²；
③Be原子形成4個B-Cl鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，Be原子雜化方式為sp³，
故答案為：sp；sp²；sp³；
（4）①三溴化硼分子中硼原子的價層電子對數為3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，沒有孤電子對，所以分子空間構型為平面三角形，結構式為，
三溴化磷分子中磷原子的價層電子對數為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，P原子有一對孤電子對，所以分子空間構型為三角錐形，結構式為，
故答案為：；；
②由晶胞結構可知，在BP晶胞中B的堆積方式為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密堆積；
③P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構，二者連線處于體對角線上，為體對角線的$\frac{1}{4}$，立方體的每條邊長為478pm，則晶胞體對角線長為$\sqrt{3}$×478pm，則P原子與B原子最近距離為$\sqrt{3}$×478pm×$\frac{1}{4}$=$\frac{239\sqrt{3}}{2}$pm，
故答案為：$\frac{239\sqrt{3}}{2}$．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、配合物、雜化方式判斷、分子結構、晶胞結構與計算等，（4）中晶胞中原子距離計算為易錯點、難點，需要學生具備一定的空間想象與數學計算能力，難度中等．